Professionelle Elektrifizierung von Lastfahrrädern: Motor, Batterie, Flottenmanagement
Ein professionelles Lastfahrrad zu motorisieren, ist mehr als nur die Montage eines Fahrrad-Umbausatzes auf einen längeren Rahmen. Ein Lieferfahrrad oder ein Fahrradtaxi startet oft voll beladen, häufig in Steigungen, und muss den ganzen Tag einsatzbereit sein. Die Motorisierung muss daher anhand der Beladung, des Geländes und der Einsatzdauer ausgewählt werden. Außerdem muss sie innerhalb der gesetzlichen Bestimmungen für Elektrofahrräder bleiben, falls das Fahrrad im öffentlichen Straßenverkehr ohne Zulassung eingesetzt wird.
Das Wichtigste
- Das größte Problem bei einem Lastenfahrrad ist der Anfahren mit Beladung in Steigungen, nicht die Höchstgeschwindigkeit.
- Um als Elektrofahrrad zu gelten, muss der Motor die Definition des Straßenverkehrsgesetzes erfüllen: Er darf nur beim Treten in die Pedale Unterstützung leisten und muss bei einer Geschwindigkeit von 25 km/h abschalten.
- Die Batterielebensdauer wird anhand einer realistischen Tagesstrecke berechnet, wobei ein Puffer für Kälte und Verschleiß berücksichtigt wird.
- Für einen Fuhrpark ist die Fernüberwachung (Ladestand, Fehler, Standort) genauso wichtig wie der Motor selbst.
- Ein Fahrrad, das Passagiere transportiert, erfordert eine sanfte Fahrweise und eine Bremsleistung, die der Masse angemessen ist.
Was das Gesetz für ein Lastenfahrrad mit Tretunterstützung vorschreibt
In Frankreich definiert Artikel R311-1 des Straßenverkehrsgesetzes das Elektrofahrrad: Ein Fahrrad, das mit einem Elektromotor ausgestattet ist, dessen maximale kontinuierliche Leistung 0,25 Kilowatt beträgt, wobei die Unterstützung schrittweise reduziert und bei 25 km/h unterbrochen wird, oder früher, wenn der Fahrer aufhört, zu treten. Diese Definition ermöglicht es, ohne Registrierung oder Führerschein zu fahren.
Zwei praktische Konsequenzen für ein Lastenfahrrad:
- Die Nennleistung (kontinuierliche Leistung) ist begrenzt, aber das verfügbare Drehmoment beim Anfahren hängt vom Motor und dessen Getriebe ab. Hierdurch wird die Fähigkeit verbessert, einen Hügel mit Beladung zu bewältigen.
- Über diesen Rahmen hinaus ändert sich die Fahrzeugkategorie (Mofa), was eine Zulassung, Versicherung und Homologation erfordert. Unser Leitfaden Elektrofahrrad, Speed-Pedelec und Mofa erläutert diese Grenze im Detail. Die Gesetze ändern sich: Bitte überprüfen Sie die aktuelle Version auf Légifrance, bevor Sie eine Produktion starten.
Motor im Gehäuse oder Motor im Rad
Die beiden Architekturen treffen bei Lastenrädern aufeinander, und jede hat ihre eigene Logik.
| Architektur | Wesentliche Vorteile: | Schwächen |
|---|---|---|
| Mittelmotor (am Tretlager) | Profitieren Sie von den Fahrradgeschwindigkeiten, dem guten Drehmoment bei Steigungen und dem zentralen Schwerpunkt | Verwenden Sie verstärkt die Kette und die Ritzel, was die Integration in bestimmte Rahmenkonstruktionen komplexer machen kann |
| Motor im Radnabenbereich | Einfach, unabhängig vom Antriebssystem, geringer Wartungsaufwand | Keine Übersetzung: Das Drehmoment in Steigungen hängt ausschließlich vom Motor ab, ein schwereres Rad beeinflusst dies |
Bei einem schweren Lastenfahrrad, das in hügeligem Stadtgebiet eingesetzt wird, ist der Mittelmotor oft bevorzugt, da er die Gänge des Fahrrads nutzt. Bei einem flachen Lastenfahrrad, das in einer Flotte eingesetzt wird und schnell gewartet werden muss, hat der Radmotor den Vorteil der Einfachheit. Ein umfassender Vergleich ist in unserem Leitfaden Mittelmotor oder Radmotor zu finden.
Die Batteriegröße muss anhand der tatsächlichen Einsatzbedingungen ermittelt werden
Die richtige Methode beginnt mit einem typischen Tag: Anzahl der gefahrenen Kilometer, Höhenunterschied, durchschnittliches Transportgewicht, Anzahl der Stopps und Neustarts. Wir messen oder schätzen den auf diesen Tag entfallenden Energieverbrauch und fügen dann einen Sicherheitsabstand hinzu. In der Praxis werden drei Faktoren berücksichtigt:
- `Die Kälte`, die im Winter die verfügbare Energie der Lithium-Zellen reduziert.
- `Verschleiß: Ein Akku verliert im Laufe der Ladezyklen an Kapazität, und er muss auch am Ende seiner Lebensdauer noch eine gewisse Leistung bringen.`
- `Stark belastete Neustarts`, die deutlich mehr Energie verbrauchen als das Fahren mit konstanter Geschwindigkeit.
Für eine Flotte sind oft zwei Batterien pro Fahrrad mit Schnellwechselsystem besser als eine einzige, sehr große Batterie: Das Fahrrad bleibt während des Ladevorgangs in Betrieb. Die grundlegende Berechnung (Wh, Ah, Spannung) wird in unserem Leitfaden zur Berechnung der Batteriekapazität (Wh) erklärt.
Der Transport von Passagieren: Komfort und Bremsverhalten
Ein Lastenrad oder ein Fahrgastransportfahrzeug lässt sich nicht wie ein Lieferfahrrad fahren. Die Passagiere haben keinen Lenker, an dem sie sich festhalten können: Die Unterstützung muss allmählich aufgebaut werden, ohne ruckartige Beschleunigung beim Start. Dies wird im Controller über die Drehmoment-Anstiegskurve eingestellt.
Die Bremsanlage muss für die Gesamtmasse ausgelegt sein, einschließlich Fahrrad, Fahrer und eventueller Passagiere, insbesondere bei Abfahrten. Hydraulische Scheibenbremsen, große Bremsscheiben und eine regelmäßige Überprüfung der Bremsbeläge sind die Grundlage. Die elektrische Motorbremse kann die mechanischen Bremsen entlasten, ersetzt sie aber niemals.
Das Verfolgen einer Flotte von Lastenrädern
Sobald man mehrere E-Bikes im Einsatz hat, stellt sich nicht mehr nur die Frage "funktioniert es?", sondern auch "welches ist geladen, welches hat einen Defekt, wo befindet es sich?". Ein Controller und ein BMS, die miteinander kommunizieren, ermöglichen es, diese Informationen abzurufen: Ladezustand, Historie, Fehler, Betriebsstunden. Das ist die Aufgabe von RageLink, unserem Ökosystem aus Controllern, Anzeigen und Telemetrie, das derzeit in der Warteschleife ist.
Das ist auch das, was die Seite unseres Entwicklungsbüros für touristische und urbane Mobilität fordert: eine bekannte und vorhersehbare Reichweite zur Planung von Touren, eine leicht ablesbare Standort- und Zustandsanzeige der Fahrzeuge und eine einstellbare Geschwindigkeit, abhängig vom Standort.
Ein Beispiel: Die Lastenräder der Marke Drop bei den Olympischen Spielen
Drop bietet Lastenfahrräder an, die zwei Personen transportieren können. Eine Flotte wurde während der Olympischen Spiele 2024 mit dem Modell Palladium eingesetzt, und Rage Mechanics hat die komplette Motorisierung dafür geliefert. Das Problem, das hier auftrat, ist typisch für diesen Bereich: Ein mit zwei Personen beladenes Fahrrad fährt den ganzen Tag, startet oft mit Last und muss während der gesamten Veranstaltung verfügbar sein. Der Fallbericht dazu finden Sie auf der Seite Drop.
Werkstatt-Tipp.
Bevor man sich für einen Motor entscheidet, sollte man ein Fahrrad mit dem tatsächlichen Gewicht beladen und den steilsten Anstieg der Strecke bewältigen, wobei man die Zeit notiert und den Zustand des Fahrers beobachtet. Dieser einfache Test sagt mehr über die erwartete Leistung des Motors aus als jedes Datenblatt. Erst danach kann man die passende Größe auswählen.
Für ein Serienprojekt von Lastenrädern oder E-Taxis entwirft unser Ingenieurbüro die komplette Motorisierung, dimensioniert für das jeweilige Fahrzeug. Die allgemeine Vorgehensweise wird in unserem Leitfaden "Elektrifizierung einer Maschine – Schritte" beschrieben.
Häufig gestellte Fragen
Kann ein Lastenfahrrad mit Tretunterstützung eine Geschwindigkeit von 25 km/h überschreiten?
Mit Tretunterstützung: Nein, die Straßenverkehrsordnung schreibt vor, dass die Motorunterstützung bei 25 km/h abgeschaltet werden muss. Der Radfahrer kann schneller fahren, wenn er nur seine Beinkraft nutzt, aber ein Fahrrad, bei dem die Motorunterstützung über 25 km/h hinaus aktiv bleibt, gehört zu einer anderen Kategorie und muss zugelassen werden.
Hilft ein stärkerer Motor dabei, steilere Anstiege mit Beladung zu bewältigen?
Vor allem das Drehmoment an der Radnabe ist bei Steigungen entscheidend. Ein Mittelmotor, der die Gänge des Fahrrads nutzt, oder ein Radmotor, der aufgrund seines Drehmoments ausgewählt wurde, ist besser als ein Motor, der zwar auf dem Papier stärker ist, aber in der Praxis weniger Leistung bringt.
Benötigt ein Elektrofahrrad eine oder zwei Batterien?
Für den intensiven Einsatz in Flotten ermöglichen zwei austauschbare Batterien, das Fahrrad während des Ladevorgangs nicht außer Betrieb nehmen. Für einen leichteren Gebrauch reicht eine einzelne, ausreichend dimensionierte Batterie aus.
Kann man eine bestehende Flotte von Lastfahrrädern mit einem neuen Motor ausrüsten?
Oftmals ja, vorausgesetzt, dass das Rahmen und die Bremsen in gutem Zustand sind. Zuerst analysieren wir ein Fahrrad, um die Lösung zu validieren, und wenden sie dann auf den Rest der Flotte an.
Welche Art von Überwachung ist für einen Fuhrpark vorgesehen?
Mindestens sollten der Ladezustand, die Fehler und die Betriebsstunden jedes Fahrrads angezeigt werden. Die Standortbestimmung und die Fernbedienung zur Geschwindigkeitsregelung sind nützlich, sobald die Fahrräder an verschiedenen Orten eingesetzt werden.